Na cromatografia em fase gasosa, o analito na fase líquida é transportado através da coluna por uma fase móvel gasosa, chamada de gás de arraste.

As amostras são injetadas em um injetor aquecido, e, quando os analitos estão em alta concentração na amostra, é recomendável a utilização do modo de injeção sem divisão de fluxo (Splitless). 

A fase móvel deve ser um gás reativo, que tenha interação com os analitos presentes na amostra, a fim de favorecer o processo de separação.

Uma das desvantagens da técnica é a utilização de colunas capilares de comprimento limitado (no máximo 5 metros), o que diminui a eficiência do processo de separação dos analitos. 

A cromatografia em fase gasosa é aplicável a analitos suficientemente voláteis e termoestáveis. O processo de derivatização pode ser utilizado para modificar quimicamente analitos que não possuem essas características e torná-los passíveis de análise pela técnica.